La blockchain renforce la sécurité grâce à divers mécanismes, notamment une cryptographie avancée et des modèles mathématiques de prise de décision et de comportement. La technologie Blockchain est l’infrastructure de la plupart des systèmes de monnaie numérique et empêche la copie et la destruction des monnaies numériques.

Dans d’autres environnements où les données ne peuvent pas être falsifiées et où les exigences de sécurité sont très élevées, l’application de la technologie blockchain est également particulièrement importante. Les exemples incluent l'enregistrement et le suivi des dons de bienfaisance, les bases de données médicales et la gestion de la chaîne d'approvisionnement.

Cependant, la sécurité de la blockchain est loin d’être une question simple. Il est donc essentiel de comprendre comment les concepts et mécanismes de base de ces systèmes innovants assurent une protection solide à la blockchain.


Le concept d'immuabilité et de consensus

Bien que de nombreuses fonctionnalités de sécurité soient associées à la blockchain, deux des plus importantes sont le consensus et l’immuabilité. Le consensus signifie que les nœuds d'un réseau blockchain distribué peuvent parvenir à un accord sur le véritable statut du réseau et la validité des transactions. Le processus pour parvenir à un consensus dépend souvent de l’algorithme de consensus utilisé par le réseau.

L’immuabilité, en revanche, signifie que la blockchain empêche la modification des enregistrements de transactions confirmées. Bien que ces transactions soient souvent associées à la conversion de monnaie numérique, elles font parfois également référence au processus d'enregistrement d'autres formes non monétaires de données électroniques.

Dans l’ensemble, le consensus et l’immuabilité constituent le cadre de base de la sécurité des données dans les réseaux blockchain. L'algorithme de consensus peut garantir que tous les nœuds suivent les règles du système et reconnaissent l'état actuel du réseau, et la non-falsification peut garantir l'intégrité de chaque bloc de données et de chaque enregistrement de transaction dont la validité a été vérifiée.


Le rôle de la cryptographie dans la sécurité de la blockchain

La blockchain s'appuie principalement sur la technologie de cryptage pour assurer la sécurité des données. La fonction de hachage cryptographique est la clé de cette technologie. Le hachage est un processus informatique, et un algorithme de hachage est un algorithme qui peut saisir des données de n'importe quelle taille et générer un hachage prévisible et de taille fixe (c'est-à-dire une fonction de hachage).

Quelle que soit la taille des données d’entrée, la sortie est toujours constituée des mêmes octets. Mais si l’entrée change, la sortie sera complètement différente. Tant que l'entrée ne change pas, quel que soit le nombre de fois que vous exécutez la fonction de hachage, la valeur de hachage de sortie sera toujours la même.

Dans une blockchain, ces valeurs de sortie (c'est-à-dire les hachages) sont des identifiants uniques pour les blocs de données. Le hachage de chaque bloc est généré par rapport au hachage du bloc précédent, ce qui relie les blocs entre eux pour former une blockchain. De plus, le hachage du bloc est déterminé par les données contenues dans le bloc, ce qui signifie que toute modification apportée aux données modifiera le hachage du bloc.

Par conséquent, les données de ce bloc et le hachage du bloc précédent déterminent ensemble le hachage de chaque bloc. Ces identifiants de hachage jouent un rôle important en garantissant que la blockchain est sécurisée et ne peut pas être falsifiée.

Les fonctions de hachage sont également utilisées dans les algorithmes de consensus pour vérifier les transactions. Par exemple, sur la blockchain Bitcoin, l’algorithme Proof of Work (PoW) utilise une fonction de hachage appelée SHA-256. Comme son nom l'indique, SHA-256 prend les données d'entrée et génère une valeur de hachage de 256 bits ou 64 caractères.

En plus de protéger les enregistrements de transactions dans les registres distribués, la cryptographie peut également jouer un rôle important dans la sécurité des portefeuilles qui stockent les monnaies numériques. Des paires de clés publiques et privées permettent aux utilisateurs de recevoir et d'envoyer des devises numériques en utilisant respectivement une cryptographie asymétrique ou à clé publique. Les clés privées sont utilisées pour générer les signatures électroniques requises pour les transactions, vérifiant ainsi la propriété de la devise envoyée.

Bien que les détails dépassent le cadre de cet article, les propriétés de la cryptographie asymétrique peuvent empêcher toute personne autre que le détenteur de la clé privée d'accéder aux fonds stockés dans un portefeuille de devises numériques, et ainsi, avant que le propriétaire des fonds ne décide de les utiliser. . Gardez ces fonds en sécurité (tant que les clés privées ne sont pas partagées ou divulguées).


Cryptoéconomie

Outre la cryptographie, un concept plus récent appelé cryptoéconomie joue également un rôle important dans le maintien de la sécurité des réseaux blockchain. Il est étroitement lié au domaine d'étude de la théorie des jeux, qui utilise des principes mathématiques pour simuler des décisions prises par des acteurs rationnels dans des situations avec des règles et des récompenses établies. Alors que la théorie des jeux traditionnelle peut être largement appliquée à une gamme d’analyses de rentabilisation, la cryptoéconomie modélise et décrit également de manière indépendante le comportement des nœuds sur les systèmes de blockchain distribués.

En termes simples, la cryptoéconomie est l'étude de l'économie au sein des protocoles blockchain, et leurs principes de conception peuvent produire des résultats différents en fonction du comportement de leurs participants. La sécurité cryptoéconomique repose sur le modèle selon lequel les systèmes blockchain incitent davantage les nœuds à agir de manière authentique plutôt que malveillante ou erronée. De plus, l’algorithme de consensus de preuve de travail utilisé dans le minage de Bitcoin est un excellent exemple de ce type d’incitation.

Lorsque Satoshi Nakamoto a proposé le cadre du minage de Bitcoin, celui-ci a été intentionnellement conçu pour être une entreprise coûteuse et gourmande en ressources. En raison de sa complexité et de ses exigences informatiques, le minage PoW implique un investissement important en temps et en argent, quel que soit l'emplacement du nœud de minage et qui l'utilise. Par conséquent, cette structure offre une forte protection contre les activités malveillantes et encourage un comportement minier honnête. Les nœuds malveillants ou inefficaces seront rapidement éliminés du réseau blockchain, tandis que les mineurs authentiques et efficaces recevront probablement d'importantes récompenses en bloc.

De même, l'équilibre entre les risques et les avantages peut également être atteint en plaçant la majorité du hashrate d'un réseau blockchain entre les mains d'une seule organisation ou entité afin de prévenir des attaques potentielles qui pourraient saper le consensus. Tout comme la célèbre attaque à 51 %, une fois réussie, elle peut causer de gros dégâts. Compte tenu du mécanisme concurrentiel de preuve de travail et de la taille du réseau Bitcoin, la possibilité qu’un utilisateur malveillant prenne le contrôle de la plupart des nœuds est très faible.

De plus, dans un immense réseau blockchain, la puissance de calcul consommée pour mettre en œuvre une attaque à 51 % sera un chiffre astronomique. Par conséquent, cet énorme investissement et la différence de rendement potentiel relativement faible jouent également un rôle dans l'apparition de l'attaque directe. effet inhibiteur. Cela contribue également à une caractéristique typique de la blockchain, à savoir la tolérance aux pannes byzantine (BFT), qui illustre que même si certains nœuds sont compromis ou si des comportements malveillants se produisent, le système distribué peut toujours continuer à fonctionner normalement.

Tant que le coût de génération d’un grand nombre de nœuds malveillants est trop élevé et que les activités minières réelles peuvent être mieux encouragées, le système peut continuer à croître sans résistance. Cependant, il convient de noter que les systèmes de réseau blockchain relativement petits seraient vulnérables aux attaques, car le taux de hachage total utilisé pour ces systèmes est bien inférieur à celui du réseau Bitcoin.


Résumer

Grâce à l’utilisation combinée de la théorie des jeux et de la cryptographie, la blockchain peut atteindre une sécurité plus élevée comme un système distribué. Cependant, comme pour presque tous les systèmes, l’application correcte de ces deux domaines de connaissances est essentielle. L’équilibre entre décentralisation et sécurité est crucial pour construire un réseau de monnaie numérique fiable et efficace.

À mesure que la blockchain continue de se développer et de se promouvoir, son système de sécurité changera également pour répondre aux besoins des différentes applications. Par exemple, les blockchains privées développées pour les entreprises commerciales s’appuient aujourd’hui davantage sur la sécurité fournie par le contrôle d’accès, ce qui est très différent des mécanismes de la théorie des jeux (ou cryptoéconomie) utilisés par la plupart des blockchains publiques.